X
تبلیغات
فرزانگان - کاربرد اوزون در تصفیه آب آشامیدنی " گردآورنده سارا کامجو"
تاريخ : جمعه پنجم فروردین 1390 | 23:27 | نویسنده : فرزانگان

یکی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب گندزدایی یا ضد عفونی نمودن آب آشامیدنی است تاکنون برای گندزدایی آب روش های مختلفی ارائه گردیده است که مهمترین آن ها کلرزنی ، اوزون زنی و استفاده از دی اکسید کلر ، برم، ید و نیز اشعه UV می باشد.

عمومی ترین روش گندزدایی در جهان کلرزنی است که از دلایل عمده استفاده از آن می توان مؤثربودن در غلظت پایین ارزان و در دسترس بودن  و نیز با قی ماندن در آب  پس از عمل گندزدایی را نام برد با توجه به این که در اثر گندزدایی با کلر،  ترکیبات آلی کلردار تشکیل شده که عوارض نامطلوبی را برای مصرف کنندگان ایجاد می کند، استفاده از گندزدایی جدید روز به روز ابعاد وسیع تری پیدا می کند.

اوزون از جمله ترکیباتی است که با توجه به خواص ویژه خود نزدیک به یک قرن است که به عنوان گندزدایی در آب آشامیدنی توسط کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است . اولین کاربرد اوزون در سال 1893 در کشور هند و برای تصفیه خانه ای که از آب رودخانه راین تغذیه می شد ، صورت گرفت. امروزه بیش از یک هزار تصفیه خانه آب از اوزون به عنوان بخشی از تصفیه آب آشامیدنی استفاده می کنند که اغلب آن ها در کشورهای غربی بویژه فرانسه سوئیس و کانادا قرار دارند بزرگترین تأسیسات گندزدایی با اوزون در مناطق پاریس و مونترال به کار گرفته شده است.

خواص فیزیکی اوزون:

اوزون یکی از آلوتروپ های اکسیژن است که گازی آبی رنگ با بوی تند و ناپایدار می باشد. این ترکیب یک اکسنده قوی بوده و بسییار قوی تر از هیپو کلرو اسید ( ماده ی مؤثر گندزدایی کلر در آب ) می باشد. حلالیت اوزون در آب 12 مرتبه کمتر از حلالیت کلر بوده و محلول آبی آن نیز ناپایدار می باشد. با توجه به ناپایداری گاز اوزون نمی توان آن را مانند کلر ذخیره نمود. با توجه به حوادث زیادی که در خصوص ترکیدن سیستم های ذخیره و نگهداری کلر به وقوع پیوسته است ، این محدودیت لزوماً جزء معایب استفاده از گاز اوزون محسوب نمی شود. لکن عدم امکان ذخیره آن در مواردی موجب توقف یا اشکال در امر استفاده از آن در سیستم گندزدایی می گردد.

خصوصیات بیوشیمیایی اوزون:

نقش اوزون در تصفیه آب آشامیدنی بعنوان یک اکسید کننده و یک ترکیب میکروب کش حائز اهمیت بوده و در محیط آبی خصوصیات مشابهی با کلر دارد. از این رو این دو ماده را به عنوان رقیب یکدیگر و در مواردی مکمل یکدیگر مطرح می شوند اوزون دارای دو خاصیت بسیار مهم در ارتباط با محیط اطراف خود می باشد.

1- قدرت گندزدایی بالا:

خصوصیات میکروب کشی اوزون بالا بودن پتانسیل اکسایش  است. تحقیقات نشان می دهد که گندزدایی توسط اوزون حاصل اثر مستقیم آن بر باکتری ها و تجزیه دیواره سلولی باکتری ها می باشد که از این نظر با مکانیسم عمل کلر در فرایند گندزدایی متفاوت است.  با توجه به قدرت بالای  گندزدایی اوزون در مقایسه با کلر و سایر گندزداها زمان کمتری جهت تکمیل فرایند گندزدایی نیاز می باشد. همچنین بیانگر توانایی بیش تر اوزون برای از بین بردن ویروس ها در مقایسه با کلر می باشد.

2- اوزون بعنوان یک اکسنده قوی:

اوزون مصارف زیادی در نصفیه آب آشامیدنی از قبیل کنترل بو  کنترل رنگ و حذف آهن و منگنز علاوه بر گندزدایی دارد. قدرت اکسندگی آن در شفاف سازی منابع آب با کیفیت پایین مانند آب های باز یافتی مهم می باشد. اوزون مواد معدنی را به طور کامل اکسید نموده و موجب ته نشینی و حذف آن ها می گردد. اهمیت عمده اوزون در قابلیت شکستن ترکیبات آلی همراه با آهن و منگنز می باشد.

اوزون در برطرف نمودن ترکیبات آلی مولد رنگ قوی و مؤثر است. به طوریکه به عنوان یک عامل جلا دهنده خوب برای فاضلاب و حذف کننده رنگ در آب شرب کاربردهای فراوانی یافته است  اوزون همچنین قادر است ترکیبات فنولیک و دیگر ترکیبات مولد طعم را در آب شرب از بین ببرد. تحقیقات نشان می دهد که اوزون می تواند آفت کشهای مالاتیون و پاراتیون را که ترکیبات سرطان زا و خطرناک هستند به فسفریک اسید بی خطر تبدیل نماید.

کنترل کدورت:

در یک تصفیه خانه متعارف که از آب سطحی به عنوان ورودی استفاده می نماید،  اولین مرحله تصفیه حذف کدورت می باشد. که براساس کیفیت آب خام ورودی باید تعیین نمود که مقدار پیش اوزون زنی با مقادیر کم مناسب است یا مقادیربسیارزیاد؟ برای آب های با کدورت زیاد مقدار کمی اوزون باعث کاهش کدورت می شود. در حالی که مصرف زیاد اوزون باعث افزایش کدورت می گردد. اگر پیش اوزون زنی در مقادیر کم صورت پذیرد نیاز به  دومرحله اوزون زنی درسیستم متداول تصفیه آب می باشد. در اوزون زنی با مقادیر کم همواره اولین مرحله مربوط به کنترل کدورت و حذف آهن و منگنز می باشددر مرحله دوم اوزون زنی مواد آلی مولد طعم و بو و رنگ با استفاده از مقادیر بیش تر اوزون و تماس زیاد اکسید می شوند. اگر پیش اوزون زنی برای آب های با کدورت کم در نظر گرفته شود، اغلب مقادیر کم اوزون کفایت می نماید. در نتیجه تمام مراحل اکسایش به منظور ایجاد گندزدایی اولیه در یک نقطه صورت می پذیرد در این گونه  موارد معمولاً از اکسایش مستقیم جهت عملیات صاف سازی استفاده می شود. و اوزون از طریق ناپایدار کردن ذرات معلق و خنثی سازی بار ذرات کلوئیدی موجب حذف کدورت می شود. این امر باعث انجام مناسب تر فرایند انعقاد و صرفه جویی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز می گردد. به گونه ای که صرفه جویی حاصل از مصرف مواد با افزایش هزینه های مربوط به نصب سیستم اوزون زنی مطابقت می نماید.

تجربیات تعدادی از کشورها در استفاده از اوزون:

ا- کشور آمریکا:در سال 1940 نخستین واحد اوزون زنی به منظور از بین بردن طعم و بوی حاصل از مواد آلی در آمریکا تأسیس شده البته همواره از کلرزنی بصورت همزمان استفاده می گردید تا سیستم توزیع مقدار باقیمانده پایدار از گندزداها را داشته باشد. تحقیقات نشان داده که استفاده از اوزون قبل از کلرزنی باعث کاهش تولید تری هالومتانها  در حد کمتر از 1 میکروگرم در لیتر می باشد. با توجه به بالاتر بودن کیفیت آب منابع در دسترس در آمریکا نسبت به منابع آبی اغلب کشورهای غربی  استفاده از اوزون در ایلات متحده کمتر مورد توجه قرار گرفته است . با افزایش آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی در دهه 90 قوانین جدیدی در راستای بهبود کیفیت وضع گردیده است. از این رو تعداد تصفیه خانه های دارای تأسیسات اوزون زنی در این کشور بین سال های 90تا 94 از 20 به 60 درصد افزایش یافته است.

2- کشور کانادا:

اولین تأسیسات اوزون زنی در کانادا در سال 1956 نصب و راه اندازی شد. در این کشور از اوزون به عنوان گندزدا و نیز حذف کننده طعم و بو؛ کنترل کدورت استفاده گردیده است .هر چند جهت حفظ مقادیر باقی مانده گندزدا در شبکه سیستم کلرزنی نیز به صورت همزمان به کار گرفته شده است کاربردعمده اوزون در کانادا در حذف مشکلات طعم و بوهای فصلی به منظور کمک برای گندزدایی بوده است.

3- کشور فرانسه:

در سال 1992 حدود 700 تصفیه خانه در فرانسه با استفاده از سیستم اوزون زنی مشغول به کار بوده اند که آب تمامی این تصفیه خانه ها از آب های سطحی تأمین می شده است. هدف اصلی استفاده از اوزون کنترل طعم، بو، تخریب فنل و حذف مواد آلی و غیر فعال سازی ویروس ها و از بین بردن باکتری ها می باشد. در تعدادی از تصفیه خانه ها از اوزون برای حذف رنگ و آهن و منگنز استفاده می شود. در اکثر تصفیه خانه ها گزارش شده که اوزون باعث افزایش راندمان حذف کدورت گردیده است.

4- کشور سوئیس:

در سوئیس 150 تصفیه خانه بزرگ و کوچک اوزون زنی برای از بین بردن باکتری ها و ویروس ها و حذف طعم و بو و مواد آلی استفاده می نماید.

5- کشور استرالیا:

در استرالیا نیز تعداد42 تصفیه خانه با سیستم اوزون زنی فعالیت دارند که تعدادی به عنوان گندزدایی مکمل کلر و تعدادی نیز به عنوان حذف کننده رنگ و مواد آلی به کار گرفته شده اند.

مزایا ومعایب استفاده از پیش اوزون زنی:

1- مزایا

1-1- کاهش رنگ ، طعم و بو به میزان قابل توجه

1-2- افزایش راندمان اکسایش ( در حدود 50 درصد)

1-3- افزایش راندمان گندزدایی

1-4- کاهش زمان لازم برای تشکیل لخته

1-5- کاهش مواد شیمیایی مورد نیاز برای فرایند انعقاد

1-6- کاهش ترکیبات آلی کلردار به ویژه تری هالومتان به میزان قابل توجه

1-7- کاهش لجن حاصل از یک واش  

2- معایب

2-1- هزینه نصب و راه اندازی بالا

2-2- ناپایداری و عدم ایجاد باقیمانده در آب

2-3- ایجاد ترکیبات جانبی مضر  این ترکیبات نسبت به ترکیبات جانبی کلر از حجم و عوارض کم تری برخوردار است.

2-4- عدم امکان ذخیره سازی و برای موارد اضطراری

نتیجه گیری:

به سختی می توان تمام کاربردهای اوزون را در آب آشامیدنی در این مبحث کوتاه ارائه نمود مهمترین موضوعی که بایدبه خاطر داشته باشیم این است که با به کارگیری اوزون در تصفیه خانه آب آشامیدنی می توان بسیاری از مشکلاتی که توسط دیگر گندزداها و اکسیدکننده ها قابل رفع نیستند بر طرف نمود. از جمله می توان از اکسایش آلاینده های دیگر تثبیت بیولوژیکی آب و ضدعفونی نام برد. درست مثل هراکسنده دیگر با به کارگیری اوزون در تصفیه آب نیز فراورده های جانبی حاصل می شود. برخی از آن ها از نقطه نظر بهداشتی قابل توجه هستند. افزایش دانش و تجربیات محققین در 25 سال گذشته در خصوص کاربردهای اوزون منجر به کاهش مخاطرات و نگرانیها مربوط به استفاده از آن به کم ترین حد ممکن گردیده است.

واژه نامه :

فنولیک:

نوعی رزین است که از واکنش تراکمی فنل ها و فرم آلدهید تهیه می شود. مکانیسم واکنش بین فنل و فرم آلدهیدهنوز به طور کامل شناخته شده نیست. با این وجود مشخص است که واکنش شروع توسط فعال شدن حلقه بنزنی با گروه های هیدروکسیل مانند متیلول صورت می گیرد. 

مالاتیون:

از کم خطرترین سموم حشره کش فسفره است که برای مصرف در منازل بر ضد حشرت خانگی مانند مگس پشه و سوسک و.... کاربرد دارد سمیت مالاتیون بسیار کم و عوارض حاصله از آن ناچیز است.

پاراتیون:

از جمله سموم ارگانو فسفره است و در کشاورزی مصرف زیادی دارد و در بهداشت سال ها جهت از بین بردن مگس های مقاوم به د.د.ت به کار می رفته است  سمیت پاراتیون برای انسان و پستانداران نسبتآً زیاد است و باید در به کار بردن آن مراقبت زیادی نمود . این حشره کش جهت مصارف بهداشتی در ایران ممنوع است.

واش:

به شستشوی بستر فیلتر با استفاده از آب تصفیه و هوای فشرده یک واکنش گفته می شود.

منابع:

1-ضدعفونی کننده ها در تصفیه آب و فاضلاب – ترجمه حسین علیدادی – انتشارات تصفیه خانه آب اصفهان – سال 1379

2-واحدهای عملیاتی و فراینددر مهندسی محیط زیست- نوشته تام دی رنلر زویل ای ریچاردز ترجمه ایوب ترکیان و سعید مردان- انتشارات شرکت  شهرکهای صنعتی تهران – سال 1381

3-اوزون و تصفیه نوشته g.p.Duget انتشارات تصفیه خانه آب اصفهان سال 1381



  • دانلود فیلم
  • دانلود نرم افزار
  • قالب وبلاگ